Спартак Ахметов - Беседы о геммологии

Благодаря электронному микроскопу удалось выяснить причину радужной игры света в благородном опале. Некоторые сорта его являются самыми дорогими минералами кремнезема. Название самоцвета происходит от санскритского «упала» или латинского «опалус», что означает «драгоценный камень». Структура благородного опала многосложна. Под электронным микроскопом видны шарики кремнекислоты размерами до 0,3 микрометра. Они уложены удивительно правильными рядами. В свою очередь, каждый шарик по структуре напоминает кристобалит. Промежутки между ними заполнены воздухом или водой.

Радиусы шариков соизмеримы с длинами световых волн, поэтому возникает дифракция света, а вследствие этого и переливчатая радужная игра на поверхности опала. Если же шарики кремнекислоты уложены в беспорядке или их размеры превышают 0,3 микрометра, то дифракции света не происходит и соответственно отсутствует иризация. Вместо благородного опала мы имеем в этом случае обыкновенный мутный камень белесого цвета.

Летящие электроны можно резко затормозить, поставив на их пути положительно заряженную преграду. При этом возникнут рентгеновские лучи. По длине волны (0,01–10 000 пикометров) они располагаются между ультрафиолетовыми и гамма-лучами. Рентгеновские лучи могут свободно проходить сквозь кристаллическую решетку или отражаться от атомных сеток, слагающих ее. При вращении кристаллов в пучке рентгеновских лучей возникают такие положения, когда между атомными сетками укладывается целое число длин волн. В этом случае все отраженные лучи складываются, то есть происходит резкое увеличение интенсивности рентгеновского излучения. Совокупная картина усиления или ослабления интенсивностей фиксируется специальными приборами и записывается на фотопленке или диаграммной ленте.

Естественно, рентгеновскому анализу поддаются только кристаллические соединения. В лешательерите (кварцевом стекле) атомы расположены хаотично. В нем нет ярко выраженных атомных сеток, от которых могли бы отражаться рентгеновские лучи. Поэтому рентгенограмма лешательерита представляет собой волнистую линию, лишенную острых пиков.

Интересную информацию можно получить при нагревании самоцветов. Удаление воды, перестройка кристаллической решетки, плавление и другие изменения происходят при определенных температурах. Понятно, что температура превращения может служить диагностическим признаком определенного минерала.

Как работает соответствующий прибор? В 1821 году Зеебок проделал бессмысленный на первый взгляд опыт. Он спаял концы железной и медной проволок, а противоположные концы подсоединил к гальванометру. Затем он начал нагревать спаянные концы. На что надеялся ученый? Не мог же появиться электрический ток в проводнике без батареек, аккумулятора или динамо-машины. Тем не менее стрелка гальванометра двинулась вправо. Когда нагрев прекратили и спай остыл, стрелка вернулась к нулю. Так было открыто существование термического тока, а две спаянные проволоки (термопары) с гальванометром впоследствии стали основным узлом пирометра (измерителя огня в переводе с греческого).

Первый русский пирометр сконструировал академик Н. С. Курнаков в 1903 году. Затем в этой области работали Ле-Шателье, Саладен и другие. В те времена прибор состоял из двух термопар и двух гальванометров с зеркальцами. Луч света от них падал на движущуюся фотобумагу. На ней записывались две кривые: первая отражала изменение температуры исследуемого вещества, а вторая — протекающие в нем превращения. На современных пирометрических установках (дериватографах) можно записывать не только температуру, но также изменение веса (например, при обезвоживании, дегазации), изменение плотности, электропроводности и некоторые другие количественные характеристики исследуемого препарата при нагревании и охлаждении.

Нынешние геммологи получили ряд новых приборов, которые позволяют исследовать самоцветы без их разрушения. К ним относятся электронно-спиновый резонансный спектрофотометр (определение примесей в кристалле), спектроскопы, полярископы и т. д.

Что дороже? В давние времена был выработан так называемый квадратичный закон цен на драгоценные камни. С некоторыми уточнениями он действует и поныне. Согласно этому закону стоимость одного карата самоцвета зависит от общего веса: если вес удваивается, то цена учетверяется. Во времена Бируни горный хрусталь считался самым ценным из числа драгоценных камней, идущих на выделку сосудов. «Однако, — замечает Бируни, — изобилие делает его обыденным. Ценность его заключается в прозрачности и сходстве с двумя основами жизни — водой и воздухом».

На Руси дорого ценились вареники (аметисты), пока их было мало. В одной из хроник читаем: «Царица Марья Ильинишна пожаловала девке Ографене Лопухиной серьги с жемчюги, каменье вареники — те серьги куплены в серебряном ряду от торгового человека за рубль 16 алтын 4 деньги». Если считать алтын за три копейки, а две деньги за копейку, то общая цена сережек составила полтора рубля. На такую сумму по тем временам можно было купить не одну корову.

Изобилие сильно обесценило кремнеземы. Пестроцветные яшмы и агаты прекрасны. Однако их так много, что они используются в качестве строительного материала. Цена же красивого и редкого камня взлетает до звезд. Таков, например, черный опал.

В X веке на Востоке красный яхонт средних размеров по стоимости равнялся двум скаковым лошадям. В XV веке думной дьяк Ивана Грозного наказывал послу, отправляющемуся на Запад: «А коли попадет великий камень яхонт червчат, хоть и дорог — купи, хоть в ласткино гнездо, пригодился бы государю царю, и выдайте сто рублей и боле, а у цены неустойте».

Советский ученый Е. Я. Киевленко предложил классификацию ювелирных и поделочных камней в зависимости от их стоимости на мировом рынке. Ею широко пользуются в нашей стране. В таблице Киевленко драгоценные камни разделены на четыре порядка.

Первый порядок включает самые дорогие камни: рубин, изумруд, алмаз, синий сапфир и жемчуг. Цена их достигает 2000 долларов за карат. Отдельные бирманские рубины массой до 10 карат стоят по 250 тысяч долларов.

К ювелирным камням второго порядка относятся александрит, благородный жадеит, зеленый, желтый, оранжевый сапфиры, благородный черный опал стоимостью 400–1500 долларов за карат. В зависимости от моды цена может значительно возрасти.

Третий порядок ювелирных камней включает демантоид, шпинель, благородный белый и огненный опалы, аквамарин, топаз, родолит, турмалин. Цена этих камней колеблется в пределах 80–300 долларов за карат.

Хризолит, циркон, кунцит, берилл, пироп, альмандин, лунный и солнечный камни, бирюза, аметист, хризопраз, цитрин стоят от 10 до 50 долларов за карат. Они относятся к ювелирным камням четвертого порядка.